KR20150099406A - Filter element - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 특허 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 필터 엘리먼트에 관한 것이다.The present invention relates to a filter element according to the preamble of
종래 기술Conventional technology
EP 1 262 223 A1은 페인트-분무 분리기(paint-mist separator)를 기재한다. 그러한 관성 분리기들은, 특히 조립 입자(coarse particle)들을 분리(separate off)시키기 위해 사용된다. 또한, 종래 기술은 액체 에어로졸(aerosol)들을 분리시키기 위한 개념들을 기재한다. 그러나, 이미 알려진 관성 분리기들은, 그 관성 분리기들을 작은 설비 공간들에서 사용하기에 적절하게 하는 콤팩트(compact) 구조를 허용하지 않는다.
이러한 배경에 대하여, 상대적으로 작은 설비 공간들에서 사용될 수 있는 관성 분리기들에 대한 필요성이 존재한다. 상대적으로 작은 설비 공간들은, 특히, 자동차(motor vehicle)들에서 발견된다.Against this background, there is a need for inertial separators that can be used in relatively small facility spaces. Relatively small installation spaces are found, in particular, in motor vehicles.
또한, 종래 기술로부터 알려진 관성 분리기들은, 높은 레벨의 유동 저항(flow resistance), 불량한 분리 작동, 및 낮은 분진-포집(dust-holding) 용량을 종종 나타낸다.Inertial separators known from the prior art also often exhibit high levels of flow resistance, poor separation operation, and low dust-holding capacity.
따라서, 본 발명의 목적은, 관성 분리기로서 사용될 수 있고, 콤팩트 구조를 가지면서 작은 설비 공간들에서 사용될 수 있는 필터 엘리먼트 ― 상기 필터 엘리먼트는, 낮은 레벨의 유동 저항, 가장 높은 가능한 분진-포집 용량, 및 가장 양호한 가능한 분리 작동을 나타냄 ― 를 특정하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a filter element which can be used as an inertial separator and which has a compact structure and can be used in small facility spaces, the filter element having a low level of flow resistance, the highest possible dust- And the best possible possible separation operation.
본 발명은, 특허 청구항 제 1 항의 특성들에 의해 전술한 목적을 달성한다.The present invention achieves the above-mentioned object by the characteristics of
먼저, 간단한(straightforward) 관성 분리기들은 임의의 부가적인 필터 작동을 제공하지 않는다는 것이 발견되었다. 이로부터 후속하여, 부직포(nonwoven fabric)로 이루어지는 필터 엘리먼트가 관성 분리기의 형태로 구성될 수도 있다는 것이 본 발명에 따라 발견되었다. 따라서, 본 발명은, 2개의 분리 메커니즘들의 결합 즉, 관성 분리 및 필터동작(fiteration)을 하나의 필터 엘리먼트에서 실현한다. 이것은, 긴 서비스 수명(service life)들을 실현하는 것을 가능하게 한다. 또한, 2-스테이지 설계에 기초한 설계 개념들을 회피하는 것을 가능하게 한다. 전술한 개념들은 많은 양의 설비 공간들을 요구할 것이다. 이러한 단점은, 오직 하나의 필터 엘리먼트로만 이루어지는 용법(use)에 의한 본 발명에 따라 극복될 수 있다. 이것은, 전체 필터 시스템이 작은 콤팩트 구조를 갖게 한다. 결합되고 상호연동(interlink)되는 2개의 전술한 분리 메커니즘들 때문에, 높은 레벨의 통기성(air permeability)을 갖는 필터 매체들을 이용하는 것을 가능하게 하고, 이것은 낮은 압력 손실들을 달성하는 것을 가능하게 한다. 본 발명에 따라 관성 분리기 및 부직포 필터 매체를 결합시키는 것은, 2개의 필터 스테이지들을 하나로 통합시킨다. 조립 분진은 사전-필터(pre-filter) 엘리먼트 또는 필터 매트(mat)를 거쳐(by way of) 필터링되는 케이스(case)가 일반적이다. 미세(fine) 분진이 억제(hold back)되는 것은 오직 제 2 필터 스테이지에서이다. 사전-필터 엘리먼트가 제 2 필터 스테이지보다 교체(changeover)들 사이에 짧은 간격을 요구하는 케이스가 종종 있다. 이것은, 높은 레벨의 유지보수가 필수적이게 한다. 그러나, 본 발명에 따른 필터 엘리먼트는, 2개의 필터 스테이지들과 비교하여 매우 낮은 압력 손실을 생성하는 것을 가능하게 한다. 또한, 필터 엘리먼트는 작은 설비 공간에 설비될 수 있다. 필터 엘리먼트의 분진-포집 용량이 상당히 증가되고, 분리된 분진이 필터 매체의 투과성(porosity)을 감소시키는 것을 초래하지 않으므로, 필터 엘리먼트는 상대적으로 긴 시간 기간에 걸쳐 사용될 수 있으며, 따라서, 긴 서비스 수명을 갖는다. 이를 위해, 본 발명은, 관성 분리기로서 사용될 수 있고, 콤팩트 구조를 가지면서 작은 설비 공간들에서 사용될 수 있는 필터 엘리먼트 ― 상기 필터 엘리먼트는, 낮은 레벨의 유동 저항, 가장 높은 가능한 분진-포집 용량, 및 가장 양호한 가능한 분리 작동을 나타냄 ― 를 특정한다.First, it has been found that straightforward inertial separators do not provide any additional filter operation. It has subsequently been found in accordance with the invention that a filter element consisting of a nonwoven fabric may be constructed in the form of an inertial separator. Thus, the present invention realizes the coupling of two separation mechanisms, inertial separation and filtereration in one filter element. This makes it possible to realize long service lives. It also makes it possible to avoid design concepts based on a two-stage design. The above concepts will require a large amount of facility space. This disadvantage can be overcome according to the invention by the use of only one filter element. This allows the entire filter system to have a small compact structure. Due to the two aforementioned separation mechanisms that are combined and interlinked, it is possible to use filter media with a high level of air permeability, which makes it possible to achieve low pressure losses. Combining the inertial separator and the nonwoven filter media according to the present invention integrates two filter stages into one. The assembly dust is typically a case that is filtered by way of a pre-filter element or a filter mat (mat). It is only in the second filter stage that the fine dust is held back. There are often cases where the pre-filter element requires a shorter interval between changeover than the second filter stage. This makes high level maintenance essential. However, the filter element according to the invention makes it possible to produce a very low pressure loss compared to two filter stages. Further, the filter element can be installed in a small facility space. The filter element can be used over a relatively long time period since the dust-collecting capacity of the filter element is significantly increased and the separated dust does not result in reducing the porosity of the filter media, Respectively. To this end, the invention relates to a filter element which can be used as an inertial separator and which has a compact structure and which can be used in small facility spaces, the filter element having a low level of flow resistance, the highest possible dust- Which indicates the best possible possible separation operation.
이것은, 도입부에서 설명된 목적이 해결되는 것을 의미한다.This means that the purpose described in the introduction section is solved.
수단은, 부직포로 제조되거나 부직포를 갖는 주름형 벽(pleated wall)들의 형태로 구성될 수 있다. 필터 엘리먼트는, 유동 매체의 편향(deflection)을 강제(force)하기 위해 상기 수단을 갖는다. 이것은, 관성 효과들이, 조립 입자들이 분리되고 상기 입자들이 부직포 내 및 부직포의 표면 상에 속박(bind)되는 것을 초래한다는 것을 의미한다. 뎁스(depth) 필터동작으로 하여금 입자들이 부직포 내에 속박되게 하고 표면 필터동작으로 하여금 입자들이 부직포의 표면에 속박되게 하는 케이스가 유리하다. 동시에, 일부 에어(air)가 부직포를 통해 유동할 수 있으며, 이것의 결과로서 미세 입자들이 또한 효율적으로 억제된다.The means may be in the form of pleated walls made of nonwoven fabric or having nonwoven fabric. The filter element has said means for forcing a deflection of the fluid medium. This means that inertial effects result in that the assembled particles are separated and that the particles bind to the surface of the nonwoven and onto the surface of the nonwoven. A depth filter operation advantageously makes the particles confine within the nonwoven and the surface filter action causes the particles to become bound to the surface of the nonwoven fabric. At the same time, some air can flow through the nonwoven fabric, and as a result, the fine particles are also effectively suppressed.
필터 엘리먼트는, 복수의 V-형상(V-shaped) 또는 박공형-지붕-어레인지먼트(gabled-roof-arrangement) 주름형-벽 쌍들을 가질 수 있으며, 여기서, 각각의 케이스에서, 적어도 하나의 유동 채널이 상기 주름형-벽 쌍들 사이에 형성되도록, 2개의 주름형-벽 쌍들은 서로 반대(opposite)로 이격되고 서로에 관하여 오프셋(offset)된다. 따라서, 유동 매체는, 주름형-벽 쌍들의 개방 에지(edge)들 주위로 유동할 수 있으며, 프로세스에서 유동 채널들 내로 편향된다.The filter element may have a plurality of V-shaped or gabled-roof-arrangement pleated-wall pairs, wherein, in each case, at least one flow channel To form between the pleated-wall pairs, the two pleated-wall pairs are opposite to each other and offset relative to each other. Thus, the flow medium can flow around the open edges of the pleated-wall pairs and is deflected into the flow channels in the process.
주름형-벽 쌍들은 각각의 케이스에서 2개의 평면들을 정의할 수 있고, 여기서, 평면들은 서로로부터 이격되며 평면들에서의 주름형-벽 쌍들 사이에 유사한 이격이 존재한다. 따라서, 유동 매체가 특히 효과적인 방식으로 편향되는 것이 가능하다. 이러한 개방 구조는, 필터 엘리먼트의 막힘(blocking)이 발생할 수 없다는 것을 의미한다. 놀랍게도, 유동의 결과로서 생성되는 우회(bypass) 채널들에도 불구하고 입자 분리의 품질이 불리하게 영향을 받지 않는다는 것이 발견되었다. 이것은, 조립 입자들의 편향에 의한 관성 분리, 및 동시에 (simultaneous) 부직포 필터 매체를 거치는 뎁스 필터동작의 결합에 기인한다.The pleated-wall pairs may define two planes in each case, wherein the planes are spaced from each other and there is a similar spacing between the pleated-wall pairs in the planes. Thus, it is possible that the flow medium is deflected in a particularly effective manner. This open structure means that blocking of the filter element can not occur. Surprisingly, it has been found that despite the bypass channels produced as a result of the flow, the quality of the particle separation is not adversely affected. This is due to the combination of inertial separation due to deflection of the assembled particles and depth filter operation through a simultaneous nonwoven filter media.
필터 엘리먼트는 2개의 평탄(flat) 필터들을 갖는다. 2개의 상업적으로 용이하게 획득가능한 평탄 필터들이 다음의 간단한 설비, 즉, 다수의 유동 채널들이 제공되는 기본 보디(basic body)를 생성하기 위해 사용될 수 있다.The filter element has two flat filters. Two commercially available flattening filters can be used to create the following simple facility, i.e. a basic body provided with a plurality of flow channels.
평탄 필터들의 주름 첨단(tip)들은 포개어(one upon the other) 로케이팅될 수 있으며, 따라서, 각각의 케이스에서 4개의 주름형 벽들이 유동 채널을 형성한다. 이것은, 폐쇄된(close-off) 유동 채널을 생성하고, 폐쇄된 유동 채널은 이를 통해 축방향으로 유동하는 유동 매체를 가질 수 있다.The corrugation tips of the flat filters can be locally located on one and thus four corrugated walls in each case form a flow channel. This creates a closed-off flow channel, and the closed flow channel may have a fluid medium flowing axially therethrough.
2개의 관통-통로(through-passage)들이 적어도 하나의 유동 채널에 형성될 수 있고, 여기서, 제 1 관통-통로는 유동 채널 내로의 입구(entry) 개구부(opening)의 형태로 설계되며, 제 2 관통-통로는 유동 채널로부터의 출구(exit) 개구부의 형태로 설계된다. 이것은, 유동 매체 내에 유입(entrain)된 입자들의 관성 분리를 유도하기 위해, 유동 매체가 필터 엘리먼트를 통해 안내되게 한다.Two through-passages may be formed in the at least one flow channel, wherein the first through-pass is designed in the form of an entry opening into the flow channel, and the second through- The through-passageway is designed in the form of an exit opening from the flow channel. This causes the fluid medium to be guided through the filter element to induce inertial separation of particles entrained in the fluid medium.
관통-통로들은, 매체가 유동 채널로부터 퇴장하는 경우 유동 매체의 유동 방향이 90°까지 편향되도록 서로에 관해 배열된다. 이것은 관성 분리를 야기한다.The through-passages are arranged with respect to each other such that when the medium exits the flow channel, the flow direction of the flow medium is deflected by 90 °. This causes inertial separation.
도 1은, V-형상 또는 박공형-지붕-어레인지먼트 주름형 벽들이 서로 반대로 로케이팅되지만 서로에 관해 오프셋되는 필터 엘리먼트의 제 1 예시적인 실시예의 개략도이다.
도 2는, 주름형 평탄 필터들의 주름 첨단들이 포개어 로케이팅되고, 그에 따라 관통-통로들이 반대 측면들 상에 형성되는 유동 채널들을 형성하는 서로 반대로 로케이팅된 2개의 주름형 평탄 필터들을 도시한다.Figure 1 is a schematic view of a first exemplary embodiment of a filter element in which V-shaped or gable-roof-gathering pleated walls are located opposite to each other but offset relative to each other.
Figure 2 shows two pleated planar filters that are positioned opposite to each other to form flow channels in which the corrugation peaks of the corrugated flat filters are superposed and thus the through-passages are formed on opposite sides.
도 1은, 관성 분리기의 형태로 구성되는, 즉, 유동 매체의 편향에 의해 입자들을 분리시키는 수단(2)을 갖는 필터 엘리먼트(1)를 도시한다. 수단(2)은 부직포를 갖는다.Figure 1 shows a
수단(2)은, 부직포로 생성되거나 부직포를 갖는 주름형 벽들(3)의 형태로 구성된다.Means (2) are constructed in the form of pleated walls (3) made of nonwoven or having nonwoven.
필터 엘리먼트(1)는 복수의 V-형상 또는 박공형-지붕-어레인지먼트 주름형-벽 쌍들(4)을 가지며, 여기서, 각각의 케이스에서, 적어도 하나의 유동 채널(5)이 상기 주름형-벽 쌍들 사이에 형성되도록, 2개의 주름형-벽 쌍들(4)은 서로 반대로 이격되고 서로에 관하여 오프셋된다. 유동 채널(5)은 화살표에 의해 개략적으로 도시된다.The
주름형-벽 쌍들(4)은 각각의 케이스에서 2개의 평면들을 정의하고, 여기서 평면들은 서로로부터 이격되며, 평면들에서의 주름형-벽 쌍들(4) 사이에 유사한 이격이 존재한다.The pleated-
도 2는, 관성 분리기의 형태로 구성되는, 즉, 유동 매체의 편향에 의해 입자들을 분리시키는 수단(2')을 갖는 필터 엘리먼트(1')를 도시한다. 수단(2')은 부직포를 갖는다.Fig. 2 shows a filter element 1 'which is constructed in the form of an inertial separator, that is to say with means 2' for separating particles by deflection of the fluidizing medium. The means (2 ') have a nonwoven fabric.
수단(2')은, 부직포로 생성되거나 부직포를 갖는 주름형 벽들(3')의 형태로 구성된다. 필터 엘리먼트(1')는 2개의 평탄 필터들(6')을 갖는다.The means 2 'are constructed in the form of pleated walls 3', which are made of nonwoven or have nonwoven. The filter element 1 'has two flat filters 6'.
평탄 필터(6')의 주름 첨단들은 포개어 로케이팅되고, 그에 따라, 각각의 케이스에서 4개의 주름형 벽들(3')이 유동 채널(5')을 형성한다.The corrugation peaks of the flat filter 6 'are locally superposed, so that in each case four corrugated walls 3' form a flow channel 5 '.
2개의 관통-통로들(7'a, 7'b)이 적어도 하나의 유동 채널(5')에 형성되고, 여기서, 제 1 관통-통로(7'a)는 유동 채널(5') 내로의 입구 개구부의 형태로 설계되며, 제 2 관통-통로(7'b)는 유동 채널(5')로부터의 출구 개구부의 형태로 설계된다.Two through-passages (7'a, 7'b) are formed in at least one flow channel (5 '), wherein the first through-passageway (7'a) Is designed in the form of an inlet opening, and the second through-pass 7'b is designed in the form of an outlet opening from the flow channel 5 '.
관통-통로들(7'a, 7'b)은, 매체가 유동 채널(5')로부터 퇴장하는 경우 유동 매체의 유동 방향이 90°까지 편향되도록 서로에 관해 배열된다.The through-passages (7'a, 7'b) are arranged with respect to each other such that when the medium exits the flow channel (5 ') the flow direction of the flow medium is deflected by 90 °.
Claims (8)
상기 수단(2, 2')은 부직포(nonwoven fabric)를 포함하거나 갖는 것을 특징으로하는, 필터 엘리먼트.Filter element (1, 1 ') having a means (2, 2') for separating particles by deflection of the fluid medium, in the form of an inertia separator,
Characterized in that the means (2, 2 ') comprise or have a nonwoven fabric.
상기 수단(2, 2')은, 부직포로 생성되거나 부직포를 갖는 주름형(pleated) 벽들(3, 3')의 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는, 필터 엘리먼트.The method according to claim 1,
Characterized in that said means (2, 2 ') are constructed in the form of pleated walls (3, 3') made of nonwoven fabric or having a nonwoven fabric.
상기 필터 엘리먼트(1)는 복수의 V-형상(V-shaped) 또는 박공형-지붕-어레인지먼트(gabled-roof-arrangement) 주름형-벽 쌍들(4)을 가지고,
각각의 케이스에서, 적어도 하나의 유동 채널(5)이 상기 주름형-벽 쌍들 사이에 형성되도록, 2개의 주름형-벽 쌍들(4)은 서로 반대(opposite)로 이격되고 서로에 관하여 오프셋(offset)되는 것을 특징으로 하는, 필터 엘리먼트.3. The method according to claim 1 or 2,
The filter element 1 has a plurality of V-shaped or gabled-roof-arrangement corrugated-wall pairs 4,
In each case, the two pleated-wall pairs 4 are opposite to each other and spaced apart with respect to each other such that at least one flow channel 5 is formed between the pleated- ). ≪ / RTI >
상기 주름형-벽 쌍들(4)은 각각의 케이스에서 2개의 평면들을 정의하고,
상기 평면들은 서로로부터 이격되며 상기 평면들에서의 주름형-벽 쌍들(4) 사이에 유사한 이격이 존재하는 것을 특징으로 하는, 필터 엘리먼트.The method of claim 3,
The pleated-wall pairs 4 define two planes in each case,
Characterized in that the planes are spaced from each other and there is a similar spacing between the pleated-wall pairs (4) in the planes.
상기 필터 엘리먼트(1')는 2개의 평탄(flat) 필터들(6')을 갖는 것을 특징으로 하는, 필터 엘리먼트.3. The method according to claim 1 or 2,
Characterized in that the filter element (1 ') has two flat filters (6').
상기 평탄 필터들(6')의 주름 첨단(tip)들이 포개어(one upon the other) 로케이팅됨에 따라 각각의 케이스에서 4개의 주름형 벽들(3')이 유동 채널(5')을 형성하는 것을 특징으로 하는, 필터 엘리먼트.6. The method of claim 5,
The four corrugated walls 3 'in each case form a flow channel 5' as the corrugation tips of the flat filters 6 'are locally overlaid on one another Characterized by a filter element.
2개의 관통-통로들(7'a, 7'b)이 적어도 하나의 유동 채널(5')에 형성되고,
제 1 관통-통로(7'a)는 유동 채널(5') 내로의 입구(entry) 개구부(opening)의 형태로 설계되며, 제 2 관통-통로(7'b)는 상기 유동 채널(5')로부터의 출구(exit) 개구부의 형태로 설계되는 것을 특징으로 하는, 필터 엘리먼트.The method according to claim 6,
Two through-passages (7'a, 7'b) are formed in at least one flow channel (5 '),
The first through-passageway 7'a is designed in the form of an entry opening into the flow channel 5 'and the second through-passageway 7'b is designed in the form of an entry opening into the flow channel 5' Wherein the filter element is designed in the form of an exit opening from the filter element.
상기 관통-통로들(7'a, 7'b)은, 매체가 유동 채널(5')로부터 퇴장하는 경우 유동 매체의 유동 방향이 편향되도록 서로에 관해 배열되는 것을 특징으로 하는, 필터 엘리먼트.8. The method of claim 7,
The through-passages (7'a, 7'b) are arranged in relation to one another such that the flow direction of the flow medium is deflected when the medium exits the flow channel (5 ').
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